泛素特异性肽酶30介导的叉头盒O3去泛素化通过调节cGAS/STING通路促进蛛网膜下腔出血的进展

Ubiquitin-specific peptidase 30-mediated deubiquitination of forkhead box O3 promotes the progression of subarachnoid hemorrhage by regulating cGAS/STING pathway.

作者信息Guiqiang Zhang, Wenfeng Xu
PMID40736326
发布时间2025-09-03
DOI10.1097/WNR.0000000000002192

实验完整度

中

包含体外细胞模型(BV-2和原代小胶质细胞)功能及机制验证(去泛素化、mRNA稳定性、通路激活),但无动物模型或临床样本验证。

主要模型

OxyHb诱导的BV-2小胶质细胞 OxyHb诱导的原代小鼠小胶质细胞

重点核对

OxyHb处理浓度25 μmol/L、时间24小时 siRNA及过表达质粒转染使用Lipofectamine 3000 MG132处理浓度及时间(24小时) CHX处理浓度25 μg/ml及时间点0、5、10、15、20小时

摘要

背景:蛛网膜下腔出血(SAH)是一种致残率和死亡率极高的脑血管疾病,给社会带来沉重的经济负担。据报道,抑制叉头盒O3(FOXO3)可减轻SAH后的脑水肿和神经炎症。然而,FOXO3在调节SAH进展中的作用和机制仍需进一步研究。方法:小鼠小胶质细胞经氧合血红蛋白(OxyHb)处理建立SAH体外细胞模型。采用Western blot检测FOXO3、泛素特异性肽酶30(USP30)、胚胎致死异常视觉样蛋白1(ELAVL1)和焦亡相关蛋白的蛋白水平。采用细胞计数试剂盒8法和5-乙炔基-2'-脱氧尿苷法检测细胞增殖。采用ELISA检测炎症因子,采用流式细胞术评估细胞极化。通过检测评估细胞焦亡。采用免疫共沉淀实验、免疫荧光共定位实验和RNA免疫沉淀实验评估FOXO3与USP30或ELAVL1之间的相互作用。结果:下调FOXO3抑制OxyHb诱导的小胶质细胞的炎症、M1极化和焦亡。USP30通过去泛素化促进FOXO3表达。USP30敲低抑制OxyHb诱导的小胶质细胞的炎症、M1极化和焦亡,而这些效应被FOXO3过表达所消除。此外,ELAVL1与FOXO3相互作用以促进其mRNA稳定性。同时,USP30增加FOXO3表达以激活环状GMP-AMP合酶(cGAS)/干扰素基因刺激因子(STING)通路。结论:USP30介导的FOXO3去泛素化促进OxyHb诱导的小胶质细胞炎症、M1极化和焦亡,为SAH的治疗提供了新的靶点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
FOXO3在SAH进展中的作用及其上游调控机制尚不清楚,本文旨在探究USP30是否通过去泛素化FOXO3并调节cGAS/STING通路影响小胶质细胞损伤。
核心机制
USP30通过去泛素化稳定FOXO3蛋白,增强其表达,进而激活cGAS/STING通路,促进小胶质细胞的炎症、M1极化和焦亡。
主要证据
在OxyHb诱导的BV-2细胞和原代小胶质细胞中,敲低FOXO3或USP30抑制炎症、M1极化和焦亡;USP30敲低增加FOXO3泛素化水平,过表达FOXO3逆转USP30敲低的效果;ELAVL1与FOXO3结合并稳定其mRNA。
研究意义
揭示USP30/FOXO3/cGAS/STING轴在SAH进展中的新机制,为SAH治疗提供潜在分子靶点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

构建SAH体外细胞模型

模拟蛛网膜下腔出血后的细胞损伤环境,研究小胶质细胞反应。

用25 μmol/L OxyHb处理BV-2细胞或原代小鼠小胶质细胞24小时。

2

敲低FOXO3观察功能变化

验证FOXO3对OxyHb诱导的小胶质细胞损伤的影响。

转染si-FOXO3后检测细胞活力、增殖、炎症因子分泌、M1极化标志物和焦亡相关蛋白表达。

3

验证USP30调控FOXO3的机制

验证USP30是否通过去泛素化调控FOXO3表达。

通过敲低或过表达USP30,检测FOXO3 mRNA和蛋白水平,并使用MG132和CHX分析蛋白质稳定性,通过Co-IP和泛素化实验检测相互作用及泛素化水平。

4

验证USP30通过FOXO3影响细胞损伤

验证USP30是否通过依赖FOXO3的方式促进小胶质细胞损伤。

在OxyHb诱导的BV-2细胞中共转染si-USP30和OE-FOXO3,检测细胞活力、增殖、炎症、极化和焦亡指标。

5

验证ELAVL1稳定FOXO3 mRNA

验证ELAVL1是否结合FOXO3 mRNA并增强其稳定性。

通过RIP实验验证ELAVL1与FOXO3的相互作用,敲低ELAVL1后检测FOXO3表达,并用Act D处理分析mRNA稳定性。

6

验证USP30/FOXO3轴激活cGAS/STING通路

验证USP30上调FOXO3是否激活cGAS/STING通路。

在OxyHb诱导的BV-2细胞中敲低USP30或同时过表达FOXO3,检测cGAS蛋白和p-STING/T-STING比例。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基ProcellPM150210
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
小胶质细胞培养基ProcellCM-M110
氧合血红蛋白----
脂质体3000InvitrogenL3000001
MG132Yeasen52801ES08
RIPA裂解缓冲液BeyotimeP0013B
聚偏二氟乙烯膜----
抗FOXO3抗体Abcamab70315
抗NLRP3抗体Abcamab263899
抗Cleaved-Caspase-1抗体AbmartTA4005M
抗pro-Caspase-1抗体Abcamab179515
抗GSDMD-F抗体CST39754
抗GSDMD-N抗体CST10137
抗USP30抗体Proteintech15402-1-AP
抗ELAVL1抗体Abcamab200342
抗cGAS抗体Abcamab252416
抗磷酸化STING抗体CST72971
抗总STING抗体CST13647
抗GAPDH抗体Abcamab181602
二抗Abcamab205718
增强化学发光试剂BeyotimeP0018S
CCK8试剂BeyotimeC0037
BeyoClick EdU细胞增殖试剂盒BeyotimeC0071S
小鼠IL-6 ELISA试剂盒SolarbioSEKM-0007
小鼠TNF-α ELISA试剂盒SolarbioSEKM-0034
藻红蛋白标记的抗小鼠CD86抗体Abcamab233571
FACScalibur流式细胞仪----
TRIzol试剂Invitrogen15596018
cDNA合成试剂盒TakaraRR716
SYBR Green荧光染料TakaraRR820A
蛋白A/G琼脂糖珠BeyotimeP2197M
蛋白A/G磁珠BeyotimeP1801S

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与SAH模型建立
细胞类型、培养基、OxyHb浓度和处理时间
阅读提示:见Materials and methods: Cell culture, treatment, and transfection
基因敲低和过表达
siRNA和过表达质粒序列、转染试剂、剂量和时间
阅读提示:见Materials and methods: Cell culture, treatment, and transfection
蛋白表达检测
抗体稀释比例、孵育条件
阅读提示:见Materials and methods: Western blot
细胞增殖检测
细胞接种密度、CCK8和EdU处理时间
阅读提示:见Materials and methods: Cell counting kit 8 assay, 5-ethynyl-2'-deoxyuridine assay
炎症因子检测
ELISA试剂盒货号、操作步骤
阅读提示:见Materials and methods: ELISA
流式细胞术检测M1极化
细胞数量、抗体孵育时间
阅读提示:见Materials and methods: Flow cytometry
泛素化检测
转染HA-Ub、IP抗体、洗脱条件
阅读提示:见Materials and methods: Ubiquitination assay
mRNA稳定性检测
Act D浓度、处理时间点
阅读提示:见Materials and methods: mRNA stability assay